Практическая работа № 6

Тема: Расчеты питающих устройств сигнальной точки автоблокировки на участке с электротягой постоянного тока.

Цель работы: научиться выбирать тип линейного трансформатора ОМ и определять нагрузку ВЛ СЦБ для спаренной сигнальной установки двухпутной кодовой автоблокировки на участке с электротягой постоянного тока.

Задание:

1. Определить максимальные активную и реактивную мощности, потребляемые приборами сигнальных установок.

2. По исходным данным своего варианта, согласно таблице, рассчитать максимальные активную и реактивную мощности, потребляемые рельсовыми цепями.

3. Найти суммарные максимальные активную и реактивную мощности, потребляемые спаренной сигнальной установкой.

4. Определить полную максимальную мощность, потребляемую от линейного трансформатора сигнальной установкой.

5. Выбрать тип линейного трансформатора.

6. Произвести аналогичные расчеты для определения общей нагрузки на высоковольтную линию СЦБ, подсчитав средние нагрузки на линейный трансформатор, учитывая при этом размеры движения на участке и потери трансформатора типа ОМ.

Исходные данные для вариантов:

Номер варианта	Длина первой рельсовой цепи, м	Длина второй рельсовой цепи, м	Количество пар поездов в сутки, шт	Скорость движения поездов, км/ч
1	500	500	152	75
2	500	1000	155	80
3	1000	1500	164	85
4	1500	2000	168	90
5	2000	2500	170	95
6	2500	2600	175	90
7	500	1500	163	80
8	1000	2000	178	85
9	1500	2500	180	75
10	1000	1000	165	90
11	1500	2250	185	90
12	2250	2500	190	80
13	2250	2600	196	80
14	500	2000	150	90
15	1000	2250	154	80
16	500	2250	157	85
17	1000	2500	155	95
18	1000	2600	161	85
19	1500	1500	170	80
20	1500	2600	187	90
21	2000	2250	184	100
22	2250	2250	188	100
23	2500	2500	182	80
24	500	2250	155	95
25	1000	2600	162	100
26	2250	2250	180	70
27	500	500	150	90
28	1500	2000	178	85
29	500	1500	189	75
30	1500	2250	154	70
31	2250	2500	175	65

Пояснения к работе:

Определение нагрузки на трансформатор типа ОМ и высоковольтную линию.

К линейным трансформаторам типа ОМ подключают постоянные и переменные нагрузки сигнальной установки. К постоянным нагрузкам, не зависящим от размеров движения, относятся приборы, которые включены постоянно (светофорные лампы, сигнальные трансформаторы, дешифраторные ячейки, блоки питания типа БПШ и т. д.). Переменные нагрузки – это нагрузки от рельсовых цепей, которые зависят от состояния балласта и размеров движения.

При занятом состоянии рельсовая цепь потребляет энергии больше, чем при свободном. Рельсовая цепь потребляет максимальную мощность кратковременно, только в момент нахождения поезда на ее питающем конце. Поэтому нагрузки устройств автоблокировки характеризуются двумя величинами – средней и максимальной (максимально длинной).

По средней мощности определяют нагрузку на высоковольтную линию. Расчет мощности линейного трансформатора и сечение жил питающего кабеля, а также выбор предохранителей осуществляют по максимальной нагрузке. При этом допускается перегрузка трансформатора типа ОМ сверх номинальной мощности на 30% в течении1ч; 60% - 45 мин; 100% -10 мин; 200% - 1,5 мин.

Мощности, необходимые для отдельных приборов, могут быть подсчитаны по следующим формулам:

активная мощность, Вт, ;

реактивная мощность, вар, ;

полная (кажущаяся) мощность, В·А, =UI.

Для питания группы приборов мощность определяют как сумму соответствующих нагрузок, т.е. активных и реактивных мощностей:

; Q= ; S= ;
. I=S/U; = ; =P/I;

Общую потребляемую мощность следует определять как геометрическую сумму активных и реактивных нагрузок.

Средние и максимально-длительные значения нагрузок приборов сигнальных установок для кодовой автоблокировки без учета нагрузок от рельсовых цепей приведены в таблице 1.

На двухпутных участках при определении мощности трансформатора типа ОМ и расчете нагрузки на питающий кабель учитывают кодирование рельсовой цепи с релейного конца при двустороннем движении поездов по одному из путей, при капитальном ремонте второго пути. При расчетах принимается время занятости всех рельсовых цепей, получающих питание от данной сигнальной установки. В этом случае нагрузка не должна перегружать трансформатор типа ОМ более чем на 30%.

Сигнальные установки однопутной автоблокировки и спаренные сигнальные установки получают питание от линейных трансформаторов типа ОМ.

В релейных шкафах напряжение 220В, поступающее от линейного трансформатора, понижается трансформатором Т1 типа СОБС до 12В и используется для питания светофорных ламп. Рельсовые цепи питаются от путевой батареи GB, состоящей из одного кислотного аккумулятора типа АБН-72 или АБН-80 и работающей в буферном режиме с выпрямителем типа ВАК-14. Выпрямитель типа ВАК-13 или ВАК-16 подзаряжает сигнальную аккумуляторную батарею GB, состоящую из шести аккумуляторов, которая питает линейную цепь и реле сигнальной точки. Трансформатор Т2 ПОБС или СОБС-2А и трансмиттер КПТ передает в рельсовую цепь импульсы переменного тока кодовых комбинаций автоматической локомотивной сигнализации.

В случае прекращения подачи переменного тока лампы светофора через тыловые контакты аварийного реле А продолжают получать питание от аккумуляторной батареи, запас емкости которой рассчитан на непрерывную работу без подзаряда в течении суток.

Аккумуляторные батареи размещаются в батарейном шкафу, находящемся рядом с релейным шкафом. Выпрямители, работающие в буферном режиме с аккумулятором, располагают только в релейных шкафах. Приборы, питающие релейные цепи, подключают к выпрямителю БПШ (ЛП и ЛМ).

В кабельном ящике цепи напряжением 220В защищают автоматическим выключателем многократного действия типа АВМ. В релейном шкафу провода защищены предохранителями штепсельного типа на 20 А, которые используют и как разъединители для выключения напряжения при ремонте и испытаниях. Для защиты приборов в шкафу от попадания на них высокого напряжения с высоковольтной линии через трансформатор типа ОМ в цепи напряжением 220В включают разрядники типа РВНШ – 250. Такие разрядники подключают в кабельном ящике, а также на приборы рельсовых цепей.

Таблица 1

Нагрузка	Потребляемая мощность
	средняя		максимально- длительная
	Р, Вт	Qвар	Р, Вт	Q, вар
Ячейка дешифраторная с обогревом Генератор типа ГКШ Лампа светофора Блок питания БПШ Обогрев шкафа с потерями в трансформаторе типа СОБС-2А Трансмиттер типа КПТШ Реле типа АСШ2-220 Освещение шкафа и переносная лампа Электрический паяльник Потери в трансформаторе типа СОБС-2А	31,7 2,0 15,0 7,2 53,7 22,0 7,0 - - 4,8	14,8 - - 9,0 6,0 - - - - 6,0	31,7 2,0 15,0 22,0 - 22,0 7,0 90,0 90,0 6,6	14,8 - - 10,0 - - - - - 6,3

Рассчитывая мощность, потребляемую сигнальными установками от высоковольтных линий СЦБ, учитывают размеры движения поездов на участках. При однопутной автоблокировке, принимается 50 пар поездов в сутки следующих со скоростью 80 км/ч. Среднюю длину поезда принимают равной 850 м, среднюю длину рельсовых цепей сигнальных установок 200 м, среднюю длину рельсовых цепей переездных установок 2000 и 500 м.

Коэффициент среднего значения мощности, потребляемой рельсовыми цепями, по отношению к ее максимальному значению при коде КЖ-0,58, при других кодах – 0,7. На двухпутном участке рельсовая цепь занята в среднем 7ч. в сутки, а на однопутном участке – 5ч. в сутки, что соответствует суточным коэффициентам свободности 0,7 и 0,79.

Определяя нагрузки на высоковольтную линию, затраты энергии на кодирование рельсовых цепей с релейного конца при двустороннем движении во внимание не принимаются, так как на время закрытия одного пути для капитального ремонта размеры движения снижаются.

Линейные трансформаторы автоблокировки выпускаются только типов ОМ-0,63/10 и ОМ/1,25/10, поэтому нагрузку сигнальной установки на ВЛ СЦБ можно рассчитывать по укрупненным показателям, вводя коэффициент, учитывающий размеры движения поездов:

К=nl/24v,

где n – число проходящих по участку поездов в сутки;

l – путь, проходимый поездом, на котором включена нагрузка, км;

v – скорость поезда, км/ч.

При двухпутной автоблокировке принимаем n=180пар поездов в сутки;

длина рельсовой цепи 1=2 км; скорость поезда v=80 км/ч, тогда

К=(360·2)/(24·80)=0,38

При электротяге постоянного тока и числовой кодовой автоблокировке переменного тока частотой 50 Гц нагрузка на линейный трансформатор складывается из мощности, потребляемой рельсовыми цепями, и мощности, потребляемой приборами сигнальных установок.

Расчетные мощности, потребляемые кодовыми рельсовыми цепями частотой 50 Гц различной длины при электротяге постоянного тока с дроссель - трансформаторами типа ДТ-0,6 на питающем и типа ДТ-0,2 на релейном концах, с учетом потерь в путевых трансформаторах приведены в таблице 2.

Таблица 2

Длина рельсовой цепи, м	Мощность при свободной рельсовой цепи (средняя)			Мощность при занятой рельсовой цепи (максимальная)
	Р, Вт	Q, вар	Р, Вт		Q, вар
До 500 500-1000 1000-1500 1500-2000 2000-2250 2250-2500 2500-2600	18 25 40 73 104 147 170	53 59 70 96 120 154 172	18 27 41 72 101 140 165		63 88 137 244 338 475 549

Мощность, потребляемая линейными трансформаторами от высоковольтной линии, больше средней мощности, потребляемой приборами сигнальной установки при свободной рельсовой цепи, на величину потерь в трансформаторе. Потери в линейных трансформаторах типов ОМ-0,63 и ОМ/1,25 определяют по кривым на рисунке 1а. Потери в трансформаторах типов СОБС-2А, ПОБС-2А и ПОБС-3А определяют по кривым на рисунке 1б.

а) б)

Рис.1 Кривые потерь в трансформаторах типов ОМ, СОБС и ПОБС в зависимости от нагрузки.